虚拟现实:让设计“走进”现场
- 格式:pdf
- 大小:1.77 MB
- 文档页数:4
利用虚拟现实与增强现实技术进行装配式建筑施工模拟随着科技的不断进步,虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术在各个领域开始发挥重要作用。
在建筑行业中,利用VR和AR技术进行装配式建筑施工模拟,已经成为一种创新的方式,可以提高施工效率、降低施工风险、优化设计方案,并为相关从业人员提供更好的培训机会。
一、VR与AR技术简介1. VR技术:虚拟现实技术是通过戴上虚拟现实眼镜或头盔,在计算机生成的仿真环境中创造出身临其境的感觉。
用户可以通过沉浸式体验来参与不同场景下的活动。
2. AR技术:增强现实技术是将虚拟元素与真实世界相结合,在真实环境中添加或叠加数字信息。
通过摄像头或其他传感器捕捉到的视觉图像,并在其中投影和呈现相关数据。
二、利用VR与AR技术进行装配式建筑施工模拟1. 优势展示:利用VR和AR技术,可以对装配式建筑施工过程进行全方位展示。
通过虚拟环境和数字信息的呈现,可以模拟出各种建筑场景,包括施工现场、材料运输、设备操作等,并实时监测和分析反馈数据。
2. 设计优化:VR和AR技术可以帮助设计师在模拟环境中进行设计验证和优化。
通过虚拟的三维模型,可以进行多次尝试和修改,并实时查看结果。
这有助于提高设计效果,降低错误成本。
3. 施工培训:利用VR和AR技术进行装配式建筑施工模拟,还可以提供从业人员的培训机会。
通过虚拟环境的再现和互动性的体验,施工人员可以掌握正确的操作流程和安全要求,提高他们在实际施工中的能力。
4. 风险评估:在装配式建筑施工过程中存在一些潜在风险和问题,如吊装安全、材料匹配等。
利用VR和AR技术进行模拟可以识别并评估这些风险,在施工前及时采取措施以减少意外事故。
三、应用案例1. 模拟施工现场:利用VR和AR技术可以在模拟环境中创建建筑施工现场,并模拟各类机械设备的操作过程。
施工人员可以亲自体验各项操作,从而更好地了解实际操作的要点和难点。
2. 装配式设计验证:通过虚拟现实技术,设计师可以将装配式建筑的三维模型与虚拟现实相结合,直观地评估装配接口的匹配性和稳定性。
虚拟现实技术在新媒体展示设计中的应用虚拟现实技术是一种将计算机技术、图形图像处理技术、传感器技术、人工智能技术等多种计算机技术结合起来,生成一种仿真的三维视觉环境的技术。
在新媒体展示设计中,虚拟现实技术得到了广泛的应用,可以创造出更为真实、生动的展示效果,提高人们的参与感和体验感。
本文将从三个方面探讨虚拟现实技术在新媒体展示设计中的应用。
虚拟现实技术在展示场馆设计中的应用,主要是通过建立虚拟的展示环境,使观众可以在虚拟场景中逛街购物、观赏展览,甚至可以与模拟的人物互动交流。
这种展示方式可以提高观众的参与感和体验感,使观众仿佛置身于真实的环境之中。
例如,博物馆可以利用虚拟现实技术展示历史文物,使观众可以近距离观看历史文物的细节,加深对历史文化的了解和认知。
商场可以利用虚拟现实技术展示商品,让顾客更好地了解商品的性能和特点,提高购买决策的准确性和满意度。
同时,虚拟现实技术的应用在场馆设计中也可以节约成本,避免展示过程中的人为因素对展示效果的影响,使得展示更加规范化和标准化。
虚拟现实技术在游戏设计中的应用,主要是将用户带入一个没有地域限制的虚拟世界,使用户可以在这个世界中自由获得游戏体验。
例如,利用虚拟现实技术打造的游戏,可以使玩家感觉自己像是真的置身于现场,通过控制器进行动作操作,亲身体验游戏中的场景和任务,极大地提高了游戏的沉浸感。
虚拟现实技术在游戏设计中还可以增强逼真度和观赏性,使得玩家可以身临其境地感受游戏体验。
同时,虚拟现实技术在游戏设计中的应用,还可以更好地保护用户的隐私,避免用户泄漏自己的个人信息,保证用户的游戏安全。
虚拟现实技术在设计教育中的应用,主要是通过模拟真实的场景和情境,让学生更好地理解和掌握设计知识和技能。
例如,在工业设计和建筑设计领域中,利用虚拟现实技术可以将学生带入三维环境中,让学生亲身体验设计过程中的各种问题和挑战,提高学生的设计能力和思维水平。
虚拟现实技术在设计教育中的应用,还可以增强学生的创造力和创新能力,使学生更好地应对未来的设计挑战。
虚拟现实设计案例想象一下,你是个超级热爱音乐的小粉丝,但总是抢不到那些超火歌星演唱会的门票。
别担心,虚拟现实(VR)来拯救你啦!一、项目背景。
有这么一个音乐公司,他们旗下有很多大牌歌星,每次开演唱会那都是一票难求。
可是呢,还有好多粉丝在世界各地没办法亲临现场感受那震撼的音乐和舞台氛围。
于是,他们就想搞个超酷的虚拟现实演唱会项目,让全球的粉丝都能有机会“近距离”接触自己的偶像。
二、设计目标。
1. 高度还原真实演唱会现场。
要让粉丝们一戴上VR设备,就感觉自己像是真的站在演唱会舞台前一样。
舞台上的灯光效果、音响效果,甚至是周围观众的欢呼声,都得跟真的一模一样。
2. 互动性强。
不能让粉丝光站在那看呀,得有点互动才有趣。
比如说可以和周围的虚拟观众一起欢呼、挥手,还能给台上的歌星送虚拟的鲜花或者小礼物。
要是运气好,歌星还能跟你这个虚拟观众互动一下呢,那可就太酷了。
3. 多视角体验。
不同的座位看演唱会的视角可不一样。
在这个VR演唱会里,粉丝可以自由切换视角。
想在舞台正前方看歌星的表情特写?没问题!想在侧面看看整个舞台的炫酷特效?轻松切换!三、设计过程。
1. 场景构建。
设计师们得去实地考察那些超大型的演唱会场馆。
他们拿着各种测量工具,把舞台的大小、形状,观众席的布局,甚至是场馆里的每一个小装饰都记录得清清楚楚。
然后回到办公室,就像搭积木一样,在电脑里把整个场馆一点一点地构建出来。
他们还特别注重细节,像舞台上那些灯光的颜色、闪烁频率,都是按照真实演唱会来设置的。
2. 人物建模。
歌星可是这个演唱会的主角啊!设计师们请来了专业的3D建模师,对着歌星的照片、视频,从各个角度进行建模。
歌星的发型、服装、表情,每一个细节都不放过。
而且为了让歌星在舞台上的动作更加自然,他们还请歌星本人来做动作捕捉。
歌星在一个特制的房间里又唱又跳,那些动作就被传感器捕捉下来,然后转化成3D模型里的动作,就像把歌星本人装进了VR世界里一样。
3. 声音和特效设计。
VR技术在建筑设计中的应用与研究引言:虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术是一种模拟真实世界或想象场景的计算机仿真系统,通过头戴式显示设备和交互设备,将用户沉浸到虚拟环境中。
在建筑设计领域,VR技术被广泛应用于建筑设计、项目展示和设计交流等方面。
本文将探讨VR技术在建筑设计中的应用与研究,并探讨其对建筑设计的影响和未来发展趋势。
一、VR技术在建筑设计中的应用1.可视化设计:传统的建筑设计过程中,设计师通过手绘或二维建模来呈现设计效果,无法真实还原建筑空间。
而VR技术可以将设计师的构思以三维虚拟形式展现出来,使设计师和客户能够更直观地感受和评估设计方案。
设计师可以在虚拟环境中自由漫游,亲身体验设计空间的比例、光影和布局等,以便更好地调整和完善设计。
2.项目展示与销售:传统的项目展示主要依靠平面展示和模型展示,无法真实还原建筑的空间感。
而通过VR技术,开发商可以将建筑设计以虚拟形式展现给潜在客户,让他们身临其境地感受项目的真实感。
此外,VR技术还可以提供多种视角和漫游方式,帮助客户更好地了解设计方案,从而促成销售。
3.设计交流与协作:在多人协同设计中,设计师、业主、施工方和相关专业人员之间的沟通和理解往往存在困难,导致误解和设计改动等问题。
而VR技术为各方提供了一个共享的虚拟空间,在其中能够实时交流和演示设计方案,消除沟通障碍,以便各方更好地理解和协作。
4.设计经验分享和教育培训:VR技术可以记录设计师的设计过程,并保存为虚拟现实场景,供其他设计师参考和学习。
另外,VR技术还可以为学生提供一个更直观、真实的学习环境,使他们能够更好地理解建筑设计原理和技术,培养创新思维和设计能力。
二、VR技术在建筑设计中的研究1.建筑可视化:研究人员致力于提高建筑设计的可视化能力,使其能够真实还原建筑的外观、内部空间和材质等细节。
他们研究如何利用VR技术来增强建筑的真实感,例如在模拟光线、材质渲染和细节呈现方面的创新。
艺术vr设计理念艺术VR设计理念是通过虚拟现实技术来创造一种身临其境的艺术体验。
其目的是通过数字化技术将艺术作品呈现给观众,并在虚拟空间中创造一种令人沉浸的艺术体验。
以下是我的艺术VR设计理念:首先,我认为艺术VR设计应该追求沉浸感。
通过高质量的虚拟现实技术,观众可以完全沉浸在虚拟艺术空间中,与艺术品互动。
虚拟现实技术可以模拟真实的感官体验,如视觉、听觉、触觉等,让观众感受到作品的细节和氛围。
同时,通过增强现实技术,观众可以与虚拟艺术品进行互动,如触摸、旋转、变换视角等,进一步提升沉浸感。
其次,艺术VR设计应该注重创新。
虚拟现实技术为艺术创作提供了全新的可能性。
设计师可以利用虚拟空间的自由度来创造出以往无法实现的艺术作品。
他们可以尝试各种创新的艺术形式、风格和表达方式,挑战传统的艺术观念和界限。
通过结合不同的媒介和技术,如绘画、雕塑、动画、声音和交互设计等,创造出独特而令人惊叹的艺术作品。
再次,艺术VR设计应该注重互动性。
虚拟现实技术不仅可以让观众沉浸在艺术空间中,还可以与艺术作品进行互动。
观众可以通过手势、眼神和声音等方式与虚拟艺术品进行交流和互动。
设计师可以利用这些互动功能来打造与观众之间的互动体验,让观众成为艺术作品的一部分。
通过观众的参与,艺术作品可以变得更加生动和有趣。
最后,艺术VR设计应该注重故事性。
艺术作品不仅是一种视觉的享受,还可以通过故事来传达思想和情感。
设计师可以通过虚拟现实技术将观众带入虚拟的故事世界中,让他们沉浸在故事的情境和角色中。
通过结合视觉、声音和叙事手法等,设计师可以创造出令人难以忘怀的故事体验,让观众在虚拟空间中体验到情感的共鸣与冲击。
总之,艺术VR设计的核心目标是打造一种身临其境的艺术体验。
通过追求沉浸感、创新、互动性和故事性,设计师可以创造出令人难以忘怀的艺术作品和体验。
这种新兴的艺术形式将为观众带来全新的艺术感受,并为艺术创作带来全新的可能性。
虚拟现实技术在工业设计中的应用实践案例分析引言虚拟现实(VR)技术是近年来快速发展的前沿技术之一,它通过模拟3D环境使用户可以与虚拟世界进行互动。
工业设计是一个涉及产品外观、内部构造和用户体验等综合领域,而虚拟现实技术在其中的应用正逐渐得到广泛认可。
本文将通过分析几个虚拟现实技术在工业设计中的应用实践案例,来探讨其优势和实际效果。
案例一:汽车设计仿真虚拟现实技术在汽车工业设计中的应用早已经得到了成功验证。
例如,宝马集团通过使用虚拟现实技术来设计和评估新汽车模型。
设计师可以通过虚拟现实仿真环境,直观地感受到未来汽车的外观和内部设计,包括座椅布局、仪表盘设计等。
虚拟现实技术不仅可以大大简化设计过程,节省时间和成本,还可以提供更准确的用户体验。
设计师和用户可以在虚拟环境中进行交互,甚至可以通过手势控制来调整座椅的位置和姿势。
这种设计方式不仅提高了效率,还使得用户对产品的需求更加满意,从而提升了用户体验。
案例二:航空航天设计优化虚拟现实技术在航空航天设计中应用的案例也非常丰富。
例如,波音公司使用虚拟现实技术来优化飞机设计。
通过在虚拟环境中模拟不同飞行条件下的飞机性能表现,设计师可以快速发现和解决设计中的问题。
虚拟现实技术的沉浸式特性使得设计师可以更好地感受飞机在飞行中的动态性能,并以此为基础对设计进行改进。
与传统的试验和模拟方法相比,虚拟现实技术可以更加直观地展示设计效果,并提供更准确的数据,从而提高了设计的质量和效率。
案例三:家居设计创新虚拟现实技术在家居设计中的应用也是一种创新的方式。
以宜家为例,该公司在设计新产品时开始使用虚拟现实技术。
通过将虚拟现实技术应用于展示和交互环境中,消费者可以在购买之前亲身体验和感受家具的外观、质感以及空间布局。
虽然传统的展示方式可以提供静态的展示效果,但是虚拟现实技术可以向消费者提供更丰富的感官体验,并以此为基础做出更明智的购买决策。
虚拟现实技术在家居设计中的应用可以大大提升用户对产品的认知和满意度,进而提高销售额。
虚拟现实技术在艺术设计中的应用虚拟现实技术(VR)在过去几年里已经成为了一个极为热门的话题。
它不仅在游戏和娱乐领域有广泛的应用,也被广泛运用于医疗、教育、建筑等各种领域。
其中,艺术设计也是VR技术应用的重要领域之一。
本文将从艺术设计的角度出发,探讨VR技术在艺术设计中的应用及其意义。
一、什么是虚拟现实技术?虚拟现实技术是利用计算机和现代传感技术来模拟真实场景,使用户感觉自己处于一个虚幻的三维场景中。
最早的VR技术是通过头戴式显示器、手套式交互设备等硬件来实现的,但是随着VR技术的不断发展,如今的VR技术已经可以通过手机APP、电视机等设备进行实现。
二、 VR技术在艺术设计中的应用1.虚拟展览传统的艺术展览需要人们亲自到现场,而VR技术可以打破这种限制,提供一个全新的方式来欣赏艺术作品。
利用VR技术,艺术家可以通过创建三维模型来展示他们的作品,用户可以像真实情况下一样在虚拟环境中浏览艺术作品,并从不同的角度欣赏到作品的细节。
2.设计与创意VR技术可以帮助艺术家和设计师更快更准确地制作和呈现他们的艺术作品和设计方案。
通过VR技术,艺术家可以在虚拟空间中进行设计和制作,使得他们可以直观地感受到作品的细节和效果,这有助于提高作品的质量。
3.艺术教育VR技术也可以用于艺术教育领域。
传统的艺术教育需要学生亲临博物馆和艺术作品巨匠纪念馆来学习、欣赏和体验,这对于学生来说是一种很好的学习和体验机会,但是这对于学生的身体和时间来说是一种极大的限制。
利用VR技术,学生可以像在现场欣赏艺术品一样,以零距离的方式去感受和体验,而且可以在任何时间和地点进行学习。
三、 VR技术在艺术设计中的意义VR技术在艺术设计中的应用不仅扩大了艺术品的受众范围,也帮助了艺术家更好地呈现他们的创作。
对于用户来说,VR技术可以提供更直观的沉浸式艺术体验,使他们更加亲近和了解艺术作品,并激发了他们对艺术的兴趣和热情。
对于艺术家来说,VR技术则提供了更广泛的艺术展示和营销途径,从而帮助他们更好地推广自己的作品和品牌。
虚拟现实技术在室内装饰设计中的应用方法研究随着科技的不断发展,虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术已经开始在各个领域中得到广泛应用,包括室内装饰设计。
虚拟现实技术通过模拟真实感触知、视觉、听觉和嗅觉等多种感官体验,使用户感受到身临其境的感觉。
在室内装饰设计中,虚拟现实技术能够帮助设计师和客户更好地体验和预览设计方案,提高设计的准确性和满意度。
1.虚拟实景漫游:通过虚拟现实技术,可以将室内装饰设计方案呈现为逼真的虚拟实景。
设计师和客户可以通过佩戴VR设备,像在现场一样在虚拟环境中自由漫游,感受设计方案的实际效果。
他们可以实时改变室内装饰的颜色、材料、家具等,以便更好地理解和调整设计细节。
2.虚拟空间布局与比例调整:在室内装饰设计中,空间布局和比例是非常重要的考虑因素。
通过虚拟现实技术,设计师和客户可以通过虚拟环境中的实时交互,直观地调整房间的布局和比例。
他们可以自由移动和调整家具、墙壁、窗户等元素,以达到最理想的空间布局。
3.虚拟材料与颜色选择:在室内装饰设计中,材料和颜色的选择对室内环境的整体效果至关重要。
通过虚拟现实技术,设计师和客户可以在虚拟环境中体验各种材料和颜色的效果,以便更好地进行选择。
他们可以实时更换地板、墙壁、家具等的材料和颜色,以便更好地评估室内环境的整体效果。
4.虚拟装饰品展示:装饰品是室内装饰设计中不可或缺的元素之一、通过虚拟现实技术,设计师和客户可以在虚拟环境中展示和观察各种装饰品的效果。
他们可以实时调整装饰品的位置、大小和材料,以便更好地评估装饰效果,并进行相应的调整。
5.虚拟交互与体验:通过虚拟现实技术,设计师和客户可以参与虚拟环境中的互动体验。
他们可以通过手势控制和语音交互与虚拟环境中的元素进行互动,更好地感受和理解设计方案。
设计师可以根据客户的实时反馈进行相应的调整和优化,以达到最好的装饰效果和用户体验。
虚拟现实技术的应用可以帮助设计师和客户更好地沟通、理解和评估室内装饰设计方案。
虚拟现实技术在工业设计中的案例分析引言:虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)近年来在各个领域取得了重要进展,并开始在工业设计中发挥重要作用。
本文将通过案例分析,探讨虚拟现实技术在工业设计领域中的应用,并探讨其对设计过程和产品效果的影响。
案例一:汽车设计在过去,汽车设计师依赖于手绘和计算机辅助设计软件来创建车辆外观。
然而,这种方式无法真实地展示车辆的尺寸,也无法让设计师身临其境地感受到车辆的外观和空间。
通过虚拟现实技术,设计师可以在设计之前,穿戴VR设备,将自己置身于仿真场景中。
这种技术不仅提供了更真实的体验,还能够让设计师在设计过程中实时调整车辆的各个细节,提高设计效率。
案例二:航空器设计航空器设计是一个复杂而庞大的领域。
传统设计方法对于航空器外形的评估通常需要建立物理模型,不仅耗时而且成本高。
虚拟现实技术的出现使得设计师可以通过创建虚拟模型,模拟飞行过程和使用场景。
设计师可以通过佩戴VR头盔,亲身体验飞行过程中的情况,从而更好地优化航空器设计。
此外,虚拟现实还可以模拟不同环境条件下的气流和飞行性能,帮助设计师更准确地预测和解决可能的风险。
案例三:家居设计家居设计中,虚拟现实技术也起到了重要的作用。
传统家居设计需要通过纸质或计算机软件来呈现设计效果,客户常常难以真正地感受到设计是否符合他们的预期。
而通过虚拟现实技术,设计师可以为客户提供沉浸式的家居体验。
通过佩戴VR头盔,客户可以在虚拟环境中漫游,如同置身于实际空间中一样,真实感受到设计的效果。
这种技术不仅提高了客户对设计的满意度,也为设计师节省了不必要的时间成本。
结语:虚拟现实技术已经渗透到工业设计的各个领域,极大地改变了设计师的工作方式和设计过程。
通过虚拟现实技术,设计师可以更直观、更真实地感受设计效果,提高设计效率和质量。
虽然虚拟现实技术在工业设计中还存在一些挑战,比如硬件成本高、设备复杂等问题,但随着技术的发展和成本的下降,虚拟现实技术必将为工业设计带来更多创新和突破。
基于虚拟现实技术的国家大剧院参观系统设计随着科技的不断发展,虚拟现实技术已经逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。
随着其在游戏、教育、医疗等众多领域的广泛应用,我们不难想象,在文化领域,这一技术也会有着广阔的应用空间。
而国家大剧院参观系统,则是基于虚拟现实技术的一项文化创新项目,旨在为广大观众提供一个现代化、智能化的文化参观方式。
此项项目由神盾科技团队负责设计,并得到了国家文化部的资助与支持。
其核心技术便是虚拟现实技术,通过将实景场景与虚拟元素相结合,打造出逼真的视听感受,将观众带入一个全新的文化体验世界。
首先,我们来了解一下这个虚拟现实的参观系统。
所谓虚拟现实,其实就是通过虚拟现实设备,如VR头盔、手柄,等,将用户带入一个仿佛真实而又完全虚构的场景中,让用户在其中体验并与之交互。
而国家大剧院参观系统,也是通过这一设备将观众带入到国家大剧院的虚拟展厅中,以此能够更好地展示大剧院的精彩表演文化,也能为观众提供一个多元化、便捷的参观方式。
那么,在这个虚拟世界中,观众可以看到什么?首先,虚拟展厅应该是一个仿真度高、逼真感明显的场景,其展示的内容和实体展厅拥有同样的价值。
但在虚拟世界中,展示的效果会更为出色,比如在展示剧院整体造型时,可以从各个角度来进行展示,让观众能够全方位地了解剧院的整体形态,甚至可以通过互动操作,对这些元素进行各种形式的自由讨论或探索。
其次,虚拟展厅也可以充分利用现代科技手段,比如灯光、音效等的应用,以此进一步增强观众的参观体验。
例如,在展示现场表演时,可以通过特效灯光的运用,更加真实地模拟出现实中的氛围和气氛,给观众带来更为身临其境的感受。
同时,在音效的应用上,也可以根据不同场景进行调整,做到既引人入胜,又不会过于炫技,而且由于是虚拟环境,音效的调节也更容易精细掌控。
最后,虚拟参观系统还可以结合智能设备,比如智能手表、智能手机等,让用户个性化地参观大剧院。
这些设备可以传递用户的心跳、呼吸、步伐等身体信息,让系统进行智能分析,个性化的模拟演出观看感受,为观众提供更具交互性和参与感的虚拟展厅体验。
虚拟现实英文名称是 Virtual Reality , 简称VR,它是一门最新的交叉技术前沿学科和研究领域,其内容主要包括环境、动作等方面的感知和反馈。
利用电脑模拟产生一个三度空间,提供关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让人们如同身临其境一般,可以及时、没有限制
地观察三度空间内的事物。
当使用者进行位置移动时,电脑可以立即进行复杂的运算,将精确的世界视频传回产生临场感。
虚拟现实技术集成了计算机图形、计算机仿真、人工智能、传感、显示及网络并行处理等技术的最新发展成果,是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。
挑战想象力的“黑科技”
虚拟现实技术一般使用专门的拟境环境,支持立体、
实时的图像显示,包含音频
、力度
反馈等多种感知信号,拥有更为丰富的人机接图1 虚拟现实技术原理
图3 多感知交互模型
图2 立体显示原理
让设计“走进”现场
文|张兆虎
口(肢体位置和运动状态跟踪、手势识别、语
音控制等)。
从概念上讲,虚拟现实的特性可
以用3个“I”来描述, 即沉浸( Immersion)、
交互(Interaction)和想象(Imagination)。
Attention
智慧建造|关注
人在物理交互空间通过传感器集成等设备与由计算机硬件和VR 引擎产生的虚拟环境交互。
立体显示原理如图2所示,多感知交互模型如图3所示。
来自多传感器的原始数据经过传感器处理成为融合信息,经过行为解释器产
生行为数据,输入虚拟环境并与使用者进行交互,来自虚拟环境的配置和应用状态再反馈给传感器。
目前的VR 平台可分成两大类,分别为“有线VR ”和“无线VR ”。
其中“无线VR ”主要
以手机或者穿戴式设备实现无线显示,由于其计算能力主要依靠便携设备,性能上不能满足应用要求。
“有线VR ”是指基于PC/主机类的VR 设备,例如CV1、HTC VIVE 、Sony PSVR 等,其特点是基于强大计算能力的极佳的综合体验效果;其他还包括VR 的IO 设备,比如手柄、手势识别器、跑步机、运动座椅等。
湖北省电力勘测设计院使用的VR 设备选择了支持面较广的HTC VIVE 。
如图4。
VIVE 主要组成包括:2160×1200分辨率头显、Light House 定位装置、多功能操纵手柄及其它一些配套线缆。
它的主要优势在于完善的StreamVR 应用平台支持和友好的VR 开发环境。
通过对虚拟现实设备的接口进行开发,可以实现在虚拟现实设备中对Bentley 和CAD 模型文件的支持,以及进行超大规模的三维实景模型的展示。
其主要的展示平台方案如图5所示。
其中LumenRT 和Prospect 主要用于实景模型和厂区模型的展示,CADXR 一般用于小型模型和复杂结构模型的展示。
如图6。
Bentley 平台目前还没有提供对于虚拟现
实设备接口的支持,但是LumRT 的图像引擎是基于微软的DirectX ,使用者可以通过访问DirectX 的接口捕获程序输出的图像。
通过将显存中缓存的画面进行两遍渲染,可以实现程序的立体图像的输出。
如图7。
在系统操作反馈方面,可以通过截获
VR 头显的运动状态信息来模拟系统的鼠标操作,来实现虚拟现实的头部运动感知。
图4 虚拟现实设备
图5 虚拟现实展示方案
图
6 实景模型的鸟瞰
图7 立体图像输出
一般来说虚拟现实技术具备多种特性,包括多感知性,指除一般计算机所具有的视觉感知外,还有听觉感知、触觉感知、运动感知,甚至还包括味觉、嗅觉感知等;理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。
存在感,指使用者感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度;理想的模拟环境应该达到使用户难辨真假的程度。
交互性,指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。
如图1。
Attention
关注|智慧建造
虚拟现实技术在工程中的应用
如何在尽可能贴近真实的情况下对设计方案进行验证从而减少设计方案的后期变更是设计行业的关注重点。
虚拟现实的产生为设计方案的验证提供了一种全新的验证模式。
通过将设计方案模拟到虚拟场景中,可以高质高效的对方案的可行性进行验证,不仅大大降低了投入成本,缩短了验证时间,并且可以方便的组织各专业人员进行协同验证。
如图8。
目前,湖北省电力勘测设计院已经将虚拟现实技术逐步应用在一些工程设计工作中,包括虚拟现实环境中的市区线路漫游。
通过在虚拟现实环境中加载三维实景模型,可以实现完全再现真实地理信息的虚拟场景漫游。
通过这种方式的漫游,用户在身临其境的沉浸感中具有与真实环境完善的交互作用的能力,能最大程度对设计内容进行可行性校验。
如图9、10。
虚拟现实环境中的机械化施工模拟。
由于在虚拟现实环境中使用了实景地理模型,对于机械化施工的组织方案,可以通过在虚拟现实环境中加载三维实景模型进行设计验证,从而可以准确的再现各种设计条件,并直观的评估各种情况对设计的影响。
如图11、12、13。
装配式基础组装。
装配式基础组合结构复杂,其基础零件的形状和装配方式及其在结构中的受力形式很难通过普通的三维设计软件表现出来。
通过在虚拟现实环境中对装配式基础
进行展示,设计人员在虚拟现实环境中可以模拟对基础结构进行拆卸和组合,加深了设计人
图
9
市区实景模型的鸟瞰
图
8 利用虚拟现实技术进行设计验证
图10 市内道路漫游
图11 机械化施工场景模拟图12 施工运输道路检验图13 规划塔位的选址员对设计基础的理解,并能在虚拟的环境中对装配形式进行设计验证。
如图14、15。
杆塔精细放样结果检验。
精细放样的铁塔结构比较复杂,在一般的三维设计软件中比较
1
Attention
智慧建造|关注
虚拟现实技术实现了让人们以一种自然的方式与计算机生成的虚拟对象进行交互,并以此来完成数据的流转,它具有更友好的人机交互特性,便于实现更复杂的数据交换。
虚拟现实技术现已被作为继实验与理论研究之后的第三种科学分析手段, 广泛应用于数据解释,使
得我们可以实现快速的数据分析和解释,并发现数据中隐藏的信息和知识,对解释结果进行更快、更精确的评价和检验。
由于虚拟现实技术具有仿真性、开放性、针对性、自主性、安全性等特点,现在已广泛应用于建筑结构、机械制造、娱乐业、生命科学、军事、科学研究等各个方面。
在国外,虚拟现
实技术已经广泛应用于实际生产中, 主要包括工程资料的交互解释、储层模型建立、平台设
计以及多学科工作组的协同工作等领域, 有效地提高了工作效率和成果的质量(正确性和准确性)。
虽然虚拟现实技术被认为是未来对工业产生重要影响的关键信息技术之一,但是由于虚拟现实系统的建设成本较高, 导致虚拟现实技术的应用目前还未普及,国内在工程设计领域应用虚拟现实技术还处于探索阶段。
在接下来的虚拟现实工程应用中,将主要实现虚拟现实下的施工指导,将专业人员与三维模型的互动拓展至计算机二维屏幕的限制之外,为复杂的施工项目创造可视化、协作、理念分享和管理变革的新方式。
在虚拟现实技术的进一步发展中,将能够以真实情景为参照物,将3D 模型可视化,取代物理建模,并简化整
体设计流程。
它能在现实情景中呈现出3D 模型的全尺寸全息影像,
能让用户更为深入仔细地研究模型。
(作者单位:湖北省电力勘测设计院
)
图18 混合现实的施工指导
图14 装配式基础零件组成
图15 装配式基础组装
图16 通过VR 检查精确放样的铁塔
图17 通过VR 模型检查连接板处的结构难以描述这种复杂的结构。
通过在虚拟现实环境中对铁塔精细放样模型的展现,能够增加设计人员对杆塔,特别是新式塔形结构的理解,提高设计人员在杆塔细部结构上的设计质量。
如图16、17。